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化工企業(yè)常見的幾種腐蝕及應(yīng)對措施

[日期:2024-11-01]   來源:云南技能培訓(xùn)網(wǎng)  作者:云南技能培訓(xùn)網(wǎng)   閱讀:24次

腐蝕一直以來就是石油化工行業(yè)的危害之一,稍有不慎,輕則損壞設(shè)備,重則造成事故甚至引發(fā)災(zāi)害。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計,石油化工設(shè)備的破壞約有60%是由于腐蝕引起的,因此在石油化工設(shè)備及材料選型時首先要注意選型的科學(xué)性。下面針對一些不同環(huán)境下的腐蝕類型談?wù)勗O(shè)備材料的選擇與防護(hù)的要點。


01、高溫硫腐蝕

高溫硫化物的腐蝕環(huán)境是指240℃以上的重油部位硫、硫化氫和硫醇形成的腐蝕環(huán)境。典型的高溫硫化物腐蝕環(huán)境存在于蒸餾裝置常、減壓塔的下部及塔底管線,常壓重油和減壓渣油換熱器等;
在加氫裂化和加氫精致等臨氫裝置中,由于氫氣的存在加速硫化氫的腐蝕,在240℃以上形成高溫硫化氫與氫氣的腐蝕環(huán)境,典型例子是加氫裂化裝置的反應(yīng)器、加氫脫硫裝置的反應(yīng)器以及催化重整裝置原料精制部分的石油腦加氫精制反應(yīng)器等。

材料選擇:

高溫硫腐蝕主要采用材料防腐,煉油裝置塔體高溫部位可選用碳鋼和0Cr13或0Cr13Al之類的鐵素體不銹鋼復(fù)合板。

0Cr13有較好的耐蝕性,且膨脹系數(shù)與碳鋼相近,易于制造復(fù)合板。塔內(nèi)件則可選用0Cr13、碳鋼滲鋁等,換熱器的管束可選用碳鋼滲鋁和0Cr18Ni9Ti。塔體材料也可選擇碳鋼和0Cr18Ni10Ti復(fù)合板,其耐硫腐蝕和環(huán)烷酸腐蝕性要優(yōu)于0Cr13或0Cr13Al,且加工性好。管線使用Cr5Mo防腐是適宜的,對硫腐蝕嚴(yán)重部位可選用321,對于轉(zhuǎn)油線彎頭等沖刷腐蝕嚴(yán)重的部位可選用316L。



02、低溫硫腐蝕

原油中存在的硫以及有機(jī)硫化物在不同條件下逐步分解生成的硫化氫等低分子的活性硫,與原油加工過程中生成的腐蝕性介質(zhì)(如氯化氫、氨氣、二氧化碳等)和人為加入的腐蝕性介質(zhì)(如乙醇胺、糖醛等)共同形成腐蝕性環(huán)境,在裝置的低溫部位(特別是氣液相變部位)造成嚴(yán)重的腐蝕。

典型的有蒸餾裝置常、減壓塔頂?shù)穆然瘹洹⒘蚧瘹洹⑺g環(huán)境;催化裂化裝置分餾塔頂?shù)那杌瘹洹⒘蚧瘹、水腐蝕環(huán)境;加氫裂化和加氫精制裝置流出物空冷器的硫化氫、氨氣、水腐蝕環(huán)境;干氣脫硫裝置再生塔、氣體吸收塔的乙醇胺、二氧化碳、硫化氫、水腐蝕環(huán)境等。

材料選擇:

下面對氰化氫、硫化氫、水共同組成的腐蝕環(huán)境下設(shè)備材料的選擇與防腐作簡單說明。催化原料油中的硫化物在催化裂化反應(yīng)條件下反應(yīng)生成硫化氫,造成催化富氣中硫化氫濃度很高。原料油中的氮化物在催化裂化反應(yīng)條件下約有10-15%轉(zhuǎn)化成NH4+,有1-2%則轉(zhuǎn)化成HCN。在吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的溫度(40-50℃)和水存在的條件下,從而形成了HCN+H2S+H2O型腐蝕環(huán)境。

催化裂化裝置的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的耐蝕選材,由于系統(tǒng)中濕硫化氫環(huán)境的存在,而且CN-存在時可大大提高應(yīng)力腐蝕開裂敏感性,因此目前吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的設(shè)備以碳鋼為主,要注意焊后熱處理,塔體用0Cr13復(fù)合鋼板。在催化裂化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)加注一定量的咪唑啉類緩蝕劑,能取得較好的防腐效果。



03、高溫氫氣的腐蝕

高溫氫腐蝕是在高溫高壓條件下擴(kuò)散侵入鋼中的氫與不穩(wěn)定的碳化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成甲烷氣泡(它包含甲烷的成核過程和成長),即Fe3C+2H2→CH4+3Fe,并在晶間空穴和非金屬夾雜部位聚集,引起鋼的強(qiáng)度、延性和韌性下降與劣化,同時發(fā)生晶間斷裂。由于這種脆化現(xiàn)象是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果,所以它具有不可逆的性質(zhì),也稱永久脆化現(xiàn)象。高溫氫腐蝕有兩種形式:一是表面脫碳;二是內(nèi)部脫碳。

材料選擇:

高溫高壓氫環(huán)境下高溫氫腐蝕的防止措施主要是選用耐高溫氫腐蝕的材料,工程設(shè)計上都是按照原稱為“納爾遜(NELSON)曲線”來選擇的。

該曲線最初是在1949年由G.A.NELSON收集到的使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)繪制而成,并由API提出。從1949年至今,根據(jù)實驗室的許多試驗數(shù)據(jù)和實際生產(chǎn)中所發(fā)生的一些按當(dāng)時的納爾遜曲線認(rèn)為安全區(qū)的材料在氫環(huán)境使用后發(fā)生氫腐蝕破壞實例,相繼對曲線進(jìn)行過多次修訂,現(xiàn)較新版本為API RP941(第5版)“煉油廠和石油化工廠用高溫高壓臨氫作業(yè)用鋼”。


04、儲罐系統(tǒng)的腐蝕

石油化工廠常用的各類儲罐,由于所儲物中含有有機(jī)酸、無機(jī)鹽、硫化物及微生物等腐蝕性介質(zhì),都會發(fā)生不同程度的腐蝕。隨著所儲物性質(zhì)變差,腐蝕也變嚴(yán)重,因此必須采取必要的保護(hù)措施進(jìn)行保護(hù)。儲罐的腐蝕應(yīng)當(dāng)特別注意三個區(qū)域:罐頂內(nèi)壁、罐底板內(nèi)壁和外壁。
材料選擇:

罐內(nèi)底板采用涂層加高效鋁犧牲陽極聯(lián)合保護(hù)是儲罐常用手段。涂層采用不導(dǎo)靜電的涂料(建議采用環(huán)氧樹脂類或聚氨脂類涂料),涂層厚度不小于120μm,然后按設(shè)計安裝高效鋁犧牲陽極,并對焊口進(jìn)行補涂防腐涂層處理。

罐內(nèi)其它部位采用抗靜電涂料、環(huán)氧氯磺化聚乙烯抗靜電涂料、聚氨脂抗靜電類涂料等。涂層進(jìn)行施工前,需要先對表面進(jìn)行清理,然后進(jìn)行噴砂除銹,噴砂除銹需達(dá)到GB 8923-88《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》中的Sa2.5級要求。


05、循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕

一些重金屬離子如銅、銀、鉛對鋼、鋁、鎂、鋅等起有害作用。在酸性溶液中Fe3+具有強(qiáng)烈的腐蝕性。循環(huán)水中往往含有泥土、沙粒、焊渣、麻絲、腐蝕產(chǎn)物等不溶性物質(zhì),這些物質(zhì)有些是從空氣中進(jìn)入的,有些是安裝時帶入的,也可能是在運行中生成的。這些不溶物一方面易在滯流區(qū)域沉積造成垢下腐蝕,另一方面隨水流沖擊管壁,對硬度較低的金屬或合金(例如銅管)產(chǎn)生磨損腐蝕。
材料選擇:
為了避免這種物理腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生,可以在重要設(shè)備的周圍安裝防護(hù)罩以達(dá)到保護(hù)的目的,避免設(shè)備在長期的運行中一些不必要的損耗,要注意的是,擋板材料的選擇也盡量選用抗沖擊性較好的材料,保證其能長久的發(fā)揮作用。
另外,在開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,對冷卻塔進(jìn)行生化處理時,可能會帶入大量的黑色粘泥。粘泥會堵塞涼水塔填料,附著在凝汽器的銅管內(nèi)壁,降低凝汽器的熱交換效率,造成管壁在粘泥下的腐蝕,為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生可以給設(shè)備增加旁流裝置。